지질자원硏, 1600m 지하탐사 지원 '땅속 내시경' 기술 개발

심부 시추공 굴진 궤적 측정 특급 도우미, 장비 국산화 기대

[대전=뉴시스] 지질자원연구원 관계자가 K-DEV로부터 받은 데이터를 분석하고 있는 모습. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 지하 깊은 곳을 정밀하게 관측할 수 있는 땅속 내시경 지원기술을 개발했다.

한국지질자원연구원(KIGAM) 심층처분환경연구센터는 심부 시추공 물리검층방법을 이용한 심지층 특성화 기술과  깊이 1.5 ㎞까지 적용 가능한 공곡검층장비 'K-DEV'(KIGAM borehole DEViation logging tool)를 개발했다고 28일 밝혔다.

공곡은 시추공을 이용한 탐사나 자료해석 때 시추공 궤적 정보 획득 방법 중 하나로 깊이에 따른 시추공의 기울어짐과 방향 같은 좌표를 구하는 행위다.

일반적인 인식과 달리 시추공은 수직으로 굴진되지 않아 최대 3~5°의 편차각(tilt)을 보이고 깊이가 깊어질수록 편차가 커지는 경향이 있다.

시추공이 어느 방향으로 얼마나 벗어나고 있는지는 암추(코어)시료를 이용해 불연속면의 자세를 분석키 위한 중요한 정보다. 시추공을 이용하는 물리탐사 자료해석에도 필수적으로 요구되며 굴진심도가 깊어질수록 중요성도 커진다.

그동안 국내에서는 시추공 공곡검층을 별도로 수행하지 않고, 주로 시추공벽 영상검층 장비에 부착된 3성분 가속도계와 3성분 자력계로부터 제공되는 자료로부터 시추공의 궤적을 확인했다.

하지만 수요가 늘어나면서 시추공 보호를 위한 철재 케이싱(casing·붕괴 방지 파이프) 설치 필요성에 따라  자력계를 사용하는 전통적 방식의 공곡검층이 불가능한 경우가 생기고 있다.

이번에 연구진은 개발한 K-DEV는 가속도계, 자력계, 고성능 MEMS 자이로(기울기) 센서 등이 적용됐고 실시간 자료처리 소프트웨어가 탑재돼 케이싱이 설치된 시추공에서도 정확한 공곡검층이 가능하다.

K-DEV는 상용 와이어라인 윈치(winch)시스템에 호환되도록 실시간 통신 및 지상제어장비를 갖추고 있으며 공곡 자료 뿐만 아니라 온도, 압력, 자연감마선까지 함께 연속적으로 측정할 수 있다.

특히 연구진은 기술고도화를 통해 초기  500m 급 시제품에서 이번에 최대 1600m 깊이까지 측정하는데 성공했다.

개발자인 조영욱 박사는 "깊은 땅 속을 정밀하게 탐사키 위한 물리검층 기술의 효과적 적용을 위한 장비가 K-DEV"이라며 "국외기업에 의존하고 있던 국내 물리검층 장비를 독자적인 국내 순수 기술로 개발한데 의미가 크다"고 말했다.

지질자원연구원 이평구 원장은 "K-DEV는 전 지구적 과제인 탄소중립 실현과 고준위 방사성폐기물 처분장 등 인류의 생존문제 해결에 유용하게 활용되는 검증된 연구장비"라면서 "연구개발에 대한 지속적 지원을 통해 국내 현안과 글로벌 이슈 해결에 기여하겠다"고 말했다.


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